Обзоры
Транзисторы на углеродных нанотрубках — очередной рывок IBM на полупроводниковом рынке?
0

Транзисторы на углеродных нанотрубках — очередной рывок IBM на полупроводниковом рынке?

В конце прошлой недели возможно был сделан новый серьезный шаг в решении проблемы
повышения степени интеграции микросхем — о своем очередном прорыве на полупроводниковом
фронте объявила компания IBM.

По словам Голубого Гиганта, ее ученым удалось создать технологию изготовления массивов углеродных нанотрубок.


Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Условно говоря, нанотрубка представляет собой цилиндрическую структуру толщиной
порядка 10 атомов, которая в зависимости от размера и формы может обладать проводящими
либо полупроводниковыми свойствами. Например, если трубка прямая, она является
проводником, а если скручена или изогнута — полупроводником. Транзисторы, построенные
из таких нанотрубок, в 500 раз меньше тех, что содержатся в современных микросхемах.

В принципе, нанотрубки рассматривались специалистами как возможный путь развития полупроводниковой индустрии, но не как один из основных. Проблема заключалась в том, что до настоящего времени не удавалось найти потенциально дешевого способа изготовления массивов на их основе. Все упиралось в то, что любой синтетический процесс предполагал задействование металлических нанотрубок, влияние которых очень сложно было устранить (они "портили" полупроводниковые свойства массива). Сделать это удавалось лишь в "академических" условиях. Теперь, похоже, ученые IBM смогли решить данную проблему.

Специалисты компании разработали относительно простой метод нейтрализации металлических нанотрубок в массиве, оставляющий неповрежденными углеродные трубки. Он получил название "конструктивной деструкции" (constructive destruction).

Суть его заключается в следующем. Массив "волокон" из металлических и полупроводящих нанотрубок (своеобразная заготовка) размещают на кремниевой пластине, верхняя поверхность которой образована слоем оксида кремния (рис. 1). После этого методом литографии на пластину наносят электроды. Им в дальнейшем будет отводиться роль затвора, стока и истока. Здесь же необходимо отметить, что нижний, кремниевый слой пластины тоже служит электродом, позволяющим сделать углеродные трубки токонепроводящими (рис. 2). После подобного "блокирования" углеродных нанотрубок между стоком и истоком подается высокое (естественно, относительно) напряжение, из-за чего металлические трубки разрушаются — грубо говоря, перегорают, как обычные предохранители (рис. 3). В результате такой процедуры остаются только полупроводящие трубки, формирующие массив транзисторов с заданными свойствами, который можно использовать для построения логических схем (рис. 4). Причем при их изготовлении для получения необходимой функциональности конкретной схемы предполагается применять тот же метод "выжигания", но уже по отношению к самим полупроводящим трубкам.

Правда, представители IBM подчеркивают, что пока речь идет об одном лишь процессе изготовления массивов углеродных нанотрубок, а об их "рабочих параметрах" говорить еще рано. По словам специалистов фирмы, в течение ближайших нескольких лет она собирается проводить интенсивные исследования, цель которых — установить, позволят ли такие массивы в будущем достичь большего быстродействия, нежели традиционные кремниевые транзисторы. Если результаты исследований окажутся положительными, следующим шагом станет создание технологий массового производства высокоинтегрированных микросхем, использующих полупроводящие нанотрубки.

Что ж, такова вкратце новая разработка IBM — компании, совершившей в полупроводниковой
индустрии не одну революцию. А если вы хотите узнать о ней больше, обратитесь
к журналу "Science" (Vol. 292, Issue 5517, April 27, 2001).


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: